Nachtrag:
Werden anstelle der beiden Störspannungsquellen Stromquellen verwendet, ändert sich am Ergebnis nichts. Ua2 wird gestört, Ua bleibt unverändert. Da der Ausgangswiderstand der spannungsgesteuerten Stromquelle im Idealfall gleich Unendlich ist, kann zwar eine Störspannung in die Übertragungsleitung induziert werden, diese wird aber nicht am Empfänger ( R2 ) wirksam. Einen Störstrom kann man erst gar nicht in die Übertragungsleitung induzieren, da dieser aufgrund der Hochohmigkeit der spannungsgesteuerten Stromquelle nirgends hinfließen kann. Er moduliert wiederum nur die Ausgangsspannung der spannungsgesteuerten Stromquelle ( U3 ), kann aber an R2 keine Störspannung hervorrufen.
Man fragt sich wirklich, warum man diese einfache Technik nicht zumindest im Car-Hifi Bereich von Anfang an eingesetzt hat - egal, dann bin ich eben der erste seit 1917.
Die Idee ist folgende:
Ein miniaturisierter DC-DC-Wandler wird hinter dem Autoradio verstaut und schickt eine Gleichspannung von 40V bis 60V durch 4 der vorhandenen 8 Lautsprecherkabel. Die 4 übrigen Kabel erhalten die 4 NF-Stromsignale. In die Einbauschächte für die Lautsprecher kommt dann jeweils ein "Ultimatives-PWM-Aktivmodul", sowie vernünftige Lautsprecher. Damit hätten wir ein unsichtbar verbautes High-End-Vollaktivsystem, ohne das ganze Automobil zwecks Kabelverlegung zerlegen zu müssen.
@Esilar
Inwiefern müßte die Verkabelung denn deiner Meinung nach geändert werden, wenn man einen zentralen DC-DC-Wandler hinter dem Autoradio benutzt? Das einzige, was zusätzlich benötigt wird, ist ein dickeres Plus-Kabel zur Batterie. Nochmal zum Verständnis: In jedem Fahrzeug liegen je 2 Strippen zu FR, FL, RR und RL, also insgesamt 8.
Im 21.Jahrhundert steuert man mit diesen vorhandenen Kabeln jetzt nicht mehr die Lautsprecher direkt an und Passivweisen gehören auch ins Mittelalter. In jedem LS-Einbauschacht stehen 2 Leitungen zur Verfügung. Davon erhält die eine +40..+60V Gleichspannung zur Versorgung des PWM-Aktivmoduls in jedem Einbauschacht ( Marlboro-Big-Pack-Format und damit nicht größer, als eine mittelalterliche Passivweiche! ) und die andere erhält ein NF-Stromsignal zur Ansteuerung. Die Masse ist überall vorhanden. Aufgrund der NF-Stromansteuerung gibt es prinzipbedingt keine Störungen mehr, wie gezeigt.
Bei einer wirklich guten Car-Hifi Anlage hört man vom V8 gar nichts mehr und die Musik ist noch immer verzerrungsfrei!
Analogsignale passen nicht so gut zur optischen Übertragung. Es wäre klug, wenn man gleich digitale Signale überträgt, also wieder "PWM". Allerdings mit hoher Frequenz und ohne Gegenkopplung.
@Elisar
Die Kabel sind keineswegs zu dünn. Es wird zumindest 0.75mm2 verlegt, das reicht, wenn es sein muß, sogar bis 16A!. Bei einer angenommenen Kabellänge von 4m beträgt der Widerstand nur 93mOhm. Selbst bei 10A sind das also nur 0.93V Verlust, die überhaupt nicht auffallen. Wäre die Leistung also allein durch die Kabel begrenzt, so könnte man locker 500W an jeden Lautsprecher transportieren. Werden die Kabel allerdings als Lautsprecherleitung und nicht als Stromversorgungsleitung benutzt, so verringern bereits 93mOhm ( jetzt 186mOhm für Hin- und Rückleitung ) den Dämpfungsfaktor des Verstärkers am anderen Ende. Daher ist es immer günstiger, die Spannungsversorgung zu transportieren, als das NF-Leistungssignal.
@Rumgucker
Grundsätzlich hast Du Recht mit der Empfindlichkeit gegenüber kapazitiver Einstreuung. Deswegen befindet sich am Eingang des Signalempfängers auch ein relativ niederohmiger Widerstand von 20R ( habe in der Simulation nur 200R verwendet, da kein geeigneter OP verfügbar ), dem noch 47n parallel geschaltet sind ( ergibt 160kHz-Tiefpass ). Bei diesen Werten spielen die paar Pikofarad Kabelkapazität keine Rolle ( >> kapazitiver Spannungsteiler mit 47n ). Ansonsten ist der Ausgangswiderstand der meisten NF-Spannungstreiber auch nicht kleiner als 20Ohm ( meistens werden ja 10R bis 47R hinter den OP-Ausgang als Kurzschlußschutz ( oder um den OP vor direkter kapazitiver Belastung zu schützen ) geschaltet.
Auch ansonsten hab ich Recht, Stefan!
Die Ausregelung empfängerseitiger Masse-Spannungsabfälle erfolgt am Sender. Zwischen Störquelle und Regelung liegt eine Kabel-Induktivität.
Oder in Klartext: hier passiert etwas (mit 500 kHz) und dort hinten wird geregelt. Und dazwischen liegt ein laufzeitverzögerndes Übertragungsglied, das Kabel.
Dat schwüngt!
@Rumgucker
Klar, bei einer Stromübertragung hängt das Kabel am Potential des Empfängers und nicht wie bei der Spannungsübertragung am Potential des Senders. Wenn jetzt die Masse des Empfängers schwingt, schwingt das ganze Kabel.
Zum einen bringt mich das auf die Idee, die vormals geplanten 47n am Empfängereingang aufzuteilen in 22n am Ausgang des Senders und 22n am Eingang des Empfängers, zum anderen hast Du mich jetzt soweit, dass ich die Stromübertragung mal vorweg in einem praktischen Test ausprobiere!
Das würde natürlich nicht schwingen, wenn Du die Regelung langsamer machst, als die 500kHz-Störungen auf der Empfängermasse. Aber dann hättest Du nichts gewonnen, weil sich die 500kHz dem Stromsignal aufaddieren.
In der Industrie werden Stromschleifen vorzugsweise dazu eingesetzt, weil man nur so die Zuleitungswiderstände zum Bürdewiderstand rauskürzen kann.
Grundsätzlich werden 2 Adern verwendet, typ. verdrillt, man spart die Schirmung der Spannungssteuerung.
Und man hat festgestellt, daß man einen Stromsprung schneller übertragen kann als einen Spannungssprung, was hauptsächlich mit der Leitungskapazität zur Erde zu tun hat.
Aber das mit Deiner gemeinsamen Masse ist ein dickes Problem. Ich seh aber die Vorteile.
Aber so geht das noch nicht, Stefan. Ich werd da gleich mal ernsthaft drüber nachdenken.....
Keine Chance! Die dyn.Spannungsabfälle reichen von 0Hz bis 500kHz, einmal das ganze Spektrum. Nachteil des Class-D. Und 500kHz kriegst Du keinesfalls mehr per Kabel einmal quer durchs Auto übertragen.
Ich plädiere dafür, daß wir eine digitale PWM-Übertragung durchführen.
Also folgende Übertragungskette:
NF -> PWM -> Kabel -> Optokoppler -> NF -> PWM -> Power -> NF -> Speaker
Natürlich haben wir es weiterhin mit PWM-HF auf einem langen Kabel zu tun. Das kann aber das Signal nur dämpfen und keine Schwingung mehr anfachen. Eine Stromsteuerung des Empfänger-Optokopplers ist sinnvoll.
Schade, daß man nicht gleich den SODFA auftrennen kann. Aber uns fehlt bei der 1-Ader-Übertragung der Gegenkopplungskanal.
Wenn es uns gelänge, die Power-Stage-Gegenkopplung "digital" abzuleisten (also durch Verkürzung bzw. Verlängerung der Eingangs-PWM), so kämen wir auch mit einer 1-Ader-Digitalansteuerung ohne hilfsweise Zwischen-Integration aus.
Würde allerdings vom SODFA wegführen.
Da wäre mal wirklich Potential für ein Patent!
Ich bin gerade am Rumgrübeln, ob wir den SODFA-Integrator nicht auch mit PWM ansteuern können!
Was würde eigentlich schlimmes passieren?
Meiner Meinung nach wird sich der SODFA trotz eingangsseitigem PWM wunderbar verhalten, denn er sieht nur die im PWM versteckte NF.
Wenn meine Vermutung richtig ist, kann der SODFA direkt mit digitalem PWM-Signal angesteuert werden, natürlich amplitudenstabilisiert, damit Masse-Spannungsabfälle keine Rolle mehr spielen.
Der gesamte Übertragungsweg würde sich drastisch vereinfachen
NF -> PWM -> Kabel -> SODFA
Ist meine Vermutung richtig, daß der SODFA korrekt auf PWM am NF-Eingang reagiert???????
Das wär der Hammer!
@Rumgucker
Diese Überlegungen habe ich alle schon zig mal durchgespielt. Ein SODFA müßte tatsächlich korrekt auf ein PWM-Signal am Eingang reagieren. Es kommt aber immer auf die jeweilige Anwendung an und was man erreichen will. Für die Car-Hifi Anwendung ist für mich einfach die Grundvoraussetzung, dass es mit den bereits vorhandenen Kabeln funktioniert und keine zusätzliche Strippe verlegt werden muß. Sonst ist der ganze Vorteil dahin! Wichtig ist weiterhin, dass in jeden LS-Einbauschacht ( also am Kabelende ) ein zwei-Wege PWM-Verstärker mit Aktivweiche untergebracht wird, denn die erreichbare Klangqualität mit Passivweiche ist begrenzt. Hier kann also nicht direkt der SODFA-Eingang angesteuert werden, denn die Aktivweiche ( und der für die Leute, die alles kaputt kriegen, sehr wichtige Limiter! ) ist davor.
Du scheinst es nicht zu verstehen!
Wir kommen mit zwei Kabeln aus. Eine Leitung für die Power. Masse übers Chassis. Und auf der zweiten Leitung machen wir ein störungsfreies Digitalsignal (PWM).
Stefan... ich wunder mich oft über Dich. Du stellst uns hier immer den abgehobensten Krams vor. Aber wenn Du mal einfachste Gedankengänge nachvollziehen sollst, dann kommt bei Dir immer die große Blockade. Show oder Armut?
Ich tippe mal auf "Show" - was die Sache aber auch nicht besser macht.
Du beschwerst Dich immer, daß man mit Dir nicht diskutieren will. Kehr mal vor Deiner eigenen Tür, wie Du mit (gutgemeinten) Hinweisen umgehst. Das macht uns keinen Spaß mehr, Stefan.
P.S: die Ansteuerung eines Analogschwinger-Verstärkers (SODFA, UcD,...) per PWM ist hiermit veröffentlicht und somit nicht mehr patentierbar.
